Глава 8. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

8.1. НОМЕНКЛАТУРА И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ СВАЙ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ

В отечественной практике известно более 150 видов свай, которые классифицируются:

• – по материалу: железобетонные, бетонные, керамзитобетонные, деревянные, стальные;
• – по конструкции: цельные и составные квадратные, круглые, прямоугольные и многоугольные, с уширением и без него, с острием и без острия, призматические и пирамидальные (конические), пустотелые и сплошного сечения, винтовые, сваи-колонны;
• – по виду армирования: с напрягаемой и ненапрягаемой продольной арматурой, с поперечным армированием ствола и без него;
• – по способу изготовления и погружения: сборные и монолитные, забивные, вдавливаемые, завинчиваемые, буроопускные, буронабивные, в том числе с уплотненным забоем, набивные в пробивных скважинах, виброштампованные;
• – по характеру работы в грунте: сваи-стойки, опирающиеся на практически несжимаемые грунты, и висячие сваи, заглубленные в сжимаемые грунты.

8.1.1. Государственные стандарты на сваи

Общие требования на изготовление и применение наиболее распространенных конструкций забивных свай, перечисленных в табл. 8.1 и показанных на рис. 8.1, изложены в ГОСТ 19804.0-78 «Сваи забивные железобетонные. Общие технические условия». Применение свай любого вида должно обосновываться технико-экономическими расчетами.

Сваи квадратного сечения по ГОСТ 19804.1-79 и ГОСТ 19804.2-79 рекомендуется применять для всех зданий и сооружений в любых сжимаемых грунтах (за исключением грунтов с непробиваемыми включениями) для восприятия вдавливающих, выдергивающих и горизонтальных нагрузок. Предпочтение следует отдавать сваям с напрягаемой арматурой, как имеющим наименьший расход стали.

Сваи без поперечного армирования ствола по ГОСТ 19804.4-78 допускается применять для восприятия вдавливающих нагрузок до 500 кН и горизонтальных нагрузок до 15 кН от зданий и сооружений при условии полного погружения свай в грунт или же в том случае, если часть сваи выступает не более чем на 2 м над поверхностью грунта и только внутри помещения с положительными температурами.

Эти сваи могут прорезать пески рыхлые и средней плотности, глинистые грунты от тугопластичных до текучих, илы, торфы, прослойки толщиной до 0,5 м плотных или твердых сжимаемых грунтов и опираться на все виды грунтов, за исключением скальных и крупнообломочных.

Сваи квадратного сечения с круглой полостью по ГОСТ 19804.3-80 применяются для тех же условий, что и сваи по ГОСТ 19804.4-78.

Применение таких свай позволит снизить (по сравнению со сваями сплошного квадратного сечения) расход цемента на 15—25 % и более эффективно использовать сваебойное оборудование.

Полые круглые сваи и сваи-оболочки по ГОСТ 19804.5-83 и ГОСТ 19804.6-83 рекомендуется применять в качестве безростверковых фундаментов в слабых грунтах мощностью более 12 м при передаче на сваю больших (более 100 кН) горизонтальных нагрузок.

ТАБЛИЦА 8.1. ТИПОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ СВАИ

8.1.2. Составные сваи квадратного сечения

Составные сваи квадратного сечения применяются для восприятия вертикальных и горизонтальных нагрузок в слабых грунтах мощностью более 12 м при отсутствии условий для изготовления и транспортирования цельных свай длиной 14—20 м, при стесненных площадках строительства, отсутствии оборудования для погружения длинных цельных свай, невозможности применения полых круглых свай.

Составные сваи изготовляются преимущественно из двух звеньев с различными стыками: стаканным, коробчатым, сварным, болтовым, клеевым. Общий вид стыков показан на рис. 8.2, а расход стали на стыки приведен в табл. 8.2.

На составные сваи с наиболее индустриальными стаканными и коробчатыми стыками разработана типовая документация серии 1.011.1-7.

ТАБЛИЦА 8.2. РАСХОД СТАЛИ НА СТЫК СОСТАВНОЙ СВАИ

Номенклатура составных свай со стаканным стыком приведена в табл. 8.3, а общин вид звеньев составной сваи показан на рис. 8.3.

Составные сваи с клеевым стыком могут изготовляться по той же номенклатуре, что и сваи со стаканным стыком, и применяться при действии выдергивающих нагрузок.

ТАБЛИЦА 8.3. НОМЕНКЛАТУРА СОСТАВНЫХ СВАЙ

Примечание. В маркировке сваи цифры перед дефисом обозначают длину сваи, м, после дефиса — ширину грани сваи, см.

Клеевой стык устраивается с помощью эпоксидного или полиэфирного клея, состав которого разработан НИИЖБом Госстроя СССР. Клей заливается в отверстия и наносится на торцевую поверхность предварительно забитого нижнего звена сваи. Верхнее звено устанавливается сразу после заливки клея. Штыри, выступающие из нижнего торца верхнего звена, заводятся в отверстия нижнего звена, что обеспечивает точную центровку звеньев и равнопрочность стыка со сваей. Расход клея на стык составляет 1,5—2,5 кг.

Составная свая забивается через 15 мин после установки верхнего звена. Стык выдерживает более 900 ударов.

Клеевой стык применяется при плюсовой температуре. В зимнее время целесообразно использовать клеевые стыки с промежуточными элементами, которые должны храниться в отапливаемом помещении. Расход стали на клеевой стык уменьшается (по сравнению со стаканным стыком) в 2—3 раза, а стоимость — в 1,5 раза.

Рабочая документация на составные сваи сечением 30×30 см с клеевым стыком разработана институтами Фундаментпроект и НИИЖБ (инв. №14138).

Сварной стык является наиболее материалоемким и трудоемким. Болтовой стык требует повышенной точности изготовления и погружения свай. Сварной стык с боковыми накладками может применяться при воздействии выдергивающих нагрузок.

Сваи со сварным и болтовым стыками изготовляются по индивидуальным проектам и техническим условиям.